CN111056015A - 一种多旋翼巡飞弹 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种多旋翼巡飞弹。包括螺旋桨叶、动力电机、电池舱、控制舱、导引头和弹体，该发明装置虽然与多旋翼无人机具有相似的结构，但两者有非常大的区别，为了提高弹体的机动性和弹目交汇速率，公开了让螺旋桨叶反向转动产生与弹体重力方向一致的推力的方案，在接近或攻击目标时，每个旋翼都能产生与初始部署时相反的旋转方向，产生与起飞升力相反的与重力方向一致的推力，推力与重力叠加，共同作用弹体，产生大于一个g(g为9.8m/s2)的攻击加速度，与现有传统的“弹簧刀”和“郊狼”巡飞弹不同的是，本装置的多旋翼巡飞弹能够定点360°转弯，最小转弯半径为零，能够适用于具有密集建筑物群的城区和障碍阻隔的区域。

Description

一种多旋翼巡飞弹
本发明涉及智能弹药的技术领域，特别涉及一种多旋翼巡飞弹。
背景技术
巡飞弹属于一种发射即摧毁智能弹药技术，是国内外智能弹药发展的主要方向之一。巡飞弹最早由美国国防先进科技局主导下的“广域侦察弹”项目和美国空军主导的“低成本自主攻击弹药”项目提出。国内最初由北京理工大学马宝华教授和李杰教授提出巡飞弹概念，并由北京理工大学申报了第一个巡飞弹国防发明专利——“炮射无人机”。巡飞弹属于第三代弹药技术，旨在应对特定区域的潜在威胁，对潜在敌武力力量进行压制及精确毁伤。
国外已有多个型号的巡飞弹装备于部队，如美国陆军已在阿富汗战争中应用多年的“弹簧刀”攻击巡飞弹。美国空军装备的“郊狼”攻击巡飞弹。俄罗斯装备的R-90侦察巡飞弹。这些巡飞弹均具有以下技术特点：
采用热发射技术：如“弹簧刀”和“郊狼”巡飞弹均采用火工品发射，R-90巡飞弹采用火箭发射；
折叠弹翼技术：巡飞弹为了适应身管武器狭小空间发射要求，弹翼折叠安置，发射后机翼展开；
巡航技术：弹翼提供巡飞弹飞行主升力，确保巡航飞行速度和飞行状态；
人在回路遥测技术：操作人员通过回传影像信息修正飞行航线，确定待攻击目标；
末端攻击技术：导引头锁定目标后，根据预设导引律精确攻击目标。
上述“弹簧刀”和“郊狼”等传统巡飞弹存在的技术缺陷有以下几条：
巡航速率问题：由于弹翼的运动产生升力，在整个巡航过程中，巡飞弹产生的升力与重力平衡，上述巡飞弹必须保持一定的巡航速度。
最小转弯半径限制问题：由于巡航速度的限制以及转弯过程中弹体姿态角的限制，上述巡飞弹存在数百米的转弯半径，航线飞行存在盲区。
障碍规避问题：在城区以及障碍物阻隔的区域，最小转弯半径引发上述巡飞弹难以在一定巡航速度下，规避特定空间规避障碍物。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种多旋翼巡飞弹，可以有效解决背景技术中的问题。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：
一种多旋翼巡飞弹，包括螺旋桨叶、动力电机、电池舱、控制舱、导引头、弹体，所述螺旋桨叶均通过螺旋帽相连，所述螺旋帽的下端转动连接有动力电机，多组所述动力电机的通过长臂杆，折叠部和短臂杆共同固定到弹体，所述弹体的下端固定连接有战斗部，所述弹体的上端设置有控制舱，所述控制舱的上端固定连接有电池舱，所述战斗部的下端固定连接有导引头。
进一步地，所述螺旋桨叶在起飞和巡航阶段，产生升力克服重力，提供飞行动力，接近和攻击目标时，所述螺旋桨叶反转，产生与重力方向一致的推力，两者的合力共同推动弹体接近目标，所述螺旋桨叶的转动方向与部署时的初始转动方向相反，所述螺旋桨叶产生与部署时升力相反的推力，这种推力或者大于重力，或者小于重力，但螺旋桨叶推力与重力的合力能够产生大于一个 g的攻击加速度，多组所述螺旋桨叶同时正转，产生向上升力，多组所述螺旋桨叶之间的力矩处于平衡状态，巡飞弹悬停，多组所述螺旋桨叶产生的向上升力大于巡飞弹的重力，机体倾斜，巡飞弹进行前后左右方向飞行，多组所述螺旋桨叶之间的力矩不平衡，巡飞弹处于悬停状态，向左偏转或向右偏转。
进一步地，所述控制舱在攻击或接近目标时，控制舱控制多组螺旋桨叶反转，同时导引头将锁定的目标信息发送给控制舱，控制舱控制多组螺旋桨叶反转，调整巡飞弹弹体姿态跟踪目标，直至弹体与目标交汇。
进一步地，所述导引头的类型和导引律的不同控制多种攻击方式，可对地面、空中以及水中的静止目标及移动目标进行攻击。
进一步地，所述弹体可为多种类型的弹体，配置负载不同类型的战斗部，如杀爆战斗部、爆炸成型战斗部、多模态战斗部等其他类型的战斗部。
进一步地，所述弹体可为多种类型的弹体，配置不同类型的导引头，如平台式导引头、捷联式导引头、可见光导引头、激光导引头和雷达导引头等其他类型的导引头。
进一步地，所述动力电机为能够独立控制，独立动力的自主运行的飞行组，并且能够进行协调四角位置的动力电机形成不同的角度飞行。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
1.该发明装置虽然与多旋翼无人机具有相似的结构，但两者有非常大的区别，为了提高弹体的机动性和弹目交汇速率，公开了让螺旋桨叶反向转动产生与弹体重力方向一致的推力的方案，通过设置螺旋桨叶反转在常规的多旋翼无人机中是不存在的，多旋翼无人机在运动时，仅仅依赖重力在某个方向上的分量驱动运动，从而达到悬停和侧飞，而无需特定的巡航速度；
2.该发明装置在降落时，机体自身重力减去螺旋桨升力的合力作用于机体，产生降落运动，而这种降落运动的最大加速度为一个g(g为9.8m/s2)；
3.该发明装置在接近或攻击目标时，每个旋翼都能产生与初始部署时相反的旋转方向，产生与起飞升力相反而与重力方向一致的推力，推力与重力叠加，共同作用弹体，产生大于一个g(g 为9.8m/s2)的攻击加速度；
4.该发明装置与现有传统的“弹簧刀”和“郊狼”巡飞弹不同的是，本装置的多旋翼巡飞弹能够定点360°转弯，最小转弯半径为零，能够适用于具有密集建筑物群的城区和障碍阻隔的区域，从而避免攻击死角和盲区。
附图说明
图1为本发明整体结构示意图；
图2为本发明起飞阶段示意图；
图3为本发明攻击阶段示意图；
图4为本发明工作流程图。
图中：1、螺旋桨叶；2、动力电机；3、长臂杆；4、电池舱； 5、控制舱；6、战斗部；7、导引头；8、弹体；9、螺旋帽；10、短臂杆；11、折叠部。
图中：Ω是螺旋桨转动的矢量方向，-Ω是指转动方向与Ω相反，转动速度数值不限定。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
如图1-3所示，一种多旋翼巡飞弹，包括螺旋桨叶1、动力电机2、电池舱4、控制舱5、导引头7和弹体8，所述螺旋桨叶 1均通过螺旋帽9相连，所述螺旋帽9的下端转动连接有动力电机2，多组所述动力电机2的通过长臂杆3，折叠部11和短臂杆 10共同固定到弹体8，所述弹体8的下端固定连接有战斗部6，所述弹体8的上端设置有控制舱5，所述控制舱5的上端固定连接有电池舱4，所述战斗部6的下端固定连接有导引头7。
其中，所述螺旋桨叶1在起飞和巡航阶段，产生升力克服重力，提供飞行动力，接近和攻击目标时，所述螺旋桨叶1反转，产生与重力方向一致的推力，两者的合力共同推动弹体8接近目标，所述螺旋桨叶1的转动方向与部署时的初始转动方向相反，所述螺旋桨叶1产生与部署时升力相反的推力，这种推力或者大于重力，或者小于重力，但螺旋桨叶1推力与重力的合力能够产生大于一个g为9.8m/s2的攻击加速度，多组所述螺旋桨叶1同时正转，产生向上升力，多组所述螺旋桨叶1之间的力矩处于平衡状态，巡飞弹悬停，多组所述螺旋桨叶1产生的向上升力大于巡飞弹的重力，机体倾斜，巡飞弹进行前后左右方向飞行，多组所述螺旋桨叶1之间的力矩不平衡，巡飞弹处于悬停状态，向左偏转或向右偏转。
其中，所述控制舱5在攻击或接近目标时，控制舱5控制多组螺旋桨叶1反转，同时导引头7将锁定的目标信息发送给控制舱5，控制舱5控制多组螺旋桨叶1反转，调整巡飞弹弹体8姿态跟踪目标，直至弹体8与目标交汇，通过控制舱5能够对附近的环境进行分析，并且主动识别导引头7反馈的数值，进行规划飞行路线。
其中，所述导引头7的类型和导引律的不同控制多种攻击方式，可对地面、空中以及水中的静止目标及移动目标进行攻击，通过导引头7能够进行锁定和分析目标位置，并且反馈给控制舱 5分析。
其中，所述弹体8可为多种类型的弹体8，配置负载不同类型的战斗部6，如杀爆战斗部、爆炸成型战斗部、多模态战斗部等其他类型的战斗部6，来完成不同的轰炸、爆破等需求。
其中，所述弹体8可为多种类型的弹体8，配置不同类型的导引头7，如平台式导引头、捷联式导引头、可见光导引头、激光导引头和雷达导引头等其他类型的导引头7。
其中，所述动力电机2为能够独立控制，独立动力的自主运行的飞行组，并且能够进行协调四角位置的动力电机2形成不同的角度飞行，为复杂多变的飞行姿态提供动力，并且避免突袭导致部分动力故障，仍能调节飞行姿态。
需要说明的是，本发明为一种多旋翼巡飞弹，
使用步骤：部署时，操作人员将多旋翼巡飞弹从存储桶中取出，安置于水平台上；解除电源保险后，多旋翼巡飞弹导航部件初始化，控制舱5内的控制部件获取作战环境信息和作战指令；多组正反转动力的螺旋桨叶1布置于巡飞弹弹体8周边，正常飞行时，多组正反转动力螺旋桨叶1正转，产生向上升力，克服巡飞弹重力，提供多旋翼巡飞弹飞行动力，当多组正反转动力的螺旋桨叶1产生的向上升力与巡飞弹重力相等，多组正反转动力的螺旋桨叶1之间的力矩处于平衡状态，巡飞弹悬停，当多组正反转动力的螺旋桨叶1产生的向上升力与巡飞弹重力相等，多组正反转动力的螺旋桨叶1之间的力矩不平衡，巡飞弹处于悬停状态，并且向左偏转或向右偏转，当多组正反转动力的螺旋桨叶1产生的向上升力大于巡飞弹的重力，巡飞弹上升飞行，当多组正反转动力的螺旋桨叶1产生的向上升力大于巡飞弹的重力，机体倾斜，巡飞弹进行前后左右方向飞行。
攻击或接近目标时，控制舱5内的控制部件控制多组螺旋桨叶1反转，螺旋桨叶1产生反向推力，叠加重力，多旋翼巡飞弹可以获得大于一个g(g为9.8m/s2)攻击加速度，导引头7将锁定的目标信息发送给控制舱5内的控制部件，控制部件控制多组螺旋桨叶1反转，调整巡飞弹弹体8姿态跟踪目标，直至弹体8 与目标交汇。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (7)

1.一种多旋翼巡飞弹，包括螺旋桨叶(1)、动力电机(2)、电池舱(4)、控制舱(5)、导引头(7)和弹体(8)，其特征在于：所述螺旋桨叶(1)均通过螺旋帽(9)相连，所述螺旋帽(9)的下端转动连接有动力电机(2)，多组所述动力电机(2)的通过长臂杆(3)，折叠部(11)和短臂杆(10)共同固定到弹体(8)，所述弹体(8)的下端固定连接有战斗部(6)，所述弹体(8)的上端设置有控制舱(5)，所述控制舱(5)的上端固定连接有电池舱(4)，所述战斗部(6)的下端固定连接有导引头(7)。
2.根据权利要求1所述的一种多旋翼巡飞弹，其特征在于：所述螺旋桨叶(1)在起飞和巡航阶段，产生升力克服重力，提供飞行动力，接近和攻击目标时，所述螺旋桨叶(1)反转，产生与重力方向一致的推力，两者的合力共同推动弹体(8)接近目标，所述螺旋桨叶(1)的转动方向与部署时的初始转动方向相反，所述螺旋桨叶(1)产生与部署时升力相反的推力，这种推力或者大于重力，或者小于重力，但螺旋桨叶(1)推力与重力的合力能够产生大于一个g(g为9.8m/s2)的攻击加速度，多组所述螺旋桨叶(1)同时正转，产生向上升力，多组所述螺旋桨叶(1)之间的力矩处于平衡状态，巡飞弹悬停，多组所述螺旋桨叶(1)产生的向上升力大于巡飞弹的重力，机体倾斜，巡飞弹进行前后左右方向飞行，多组所述螺旋桨叶(1)之间的力矩不平衡，巡飞弹处于悬停状态，向左偏转或向右偏转。
3.根据权利要求1所述的一种多旋翼巡飞弹，其特征在于：所述控制舱(5)在攻击或接近目标时，控制舱(5)控制多组螺旋桨叶(1)反转，同时导引头(7)将锁定的目标信息发送给控制舱(5)，控制舱(5)控制多组螺旋桨叶(1)反转，调整巡飞弹弹体(8)姿态跟踪目标，直至弹体(8)与目标交汇。
4.根据权利要求1所述的一种多旋翼巡飞弹，其特征在于：所述导引头(7)的类型和导引律的不同控制多种攻击方式，可对地面、空中以及水中的静止目标及移动目标进行攻击。
5.根据权利要求1所述的一种多旋翼巡飞弹，其特征在于：所述弹体(8)可为多种类型的弹体(8)，配置负载不同类型的战斗部(6)，如杀爆战斗部、爆炸成型战斗部、多模态战斗部任一类型的战斗部(6)。
6.根据权利要求1所述的一种多旋翼巡飞弹，其特征在于：所述弹体(8)可为多种类型的弹体(8)，配置不同类型的导引头(7)，如平台式导引头、捷联式导引头、可见光导引头、激光导引头和雷达导引头任一类型的导引头。
7.根据权利要求1所述的一种多旋翼巡飞弹，其特征在于：所述动力电机(2)为能够独立控制，独立动力的自主运行的飞行组，并且能够进行协调四角位置的动力电机(24)形成不同的角度飞行。
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